PPBIOTEC - Programa de Pós-graduação em Biotecnologia
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Resultados da Pesquisa
Item Avaliação comparativa do processo auto-fermentativo e bioaumentado de diferentes amostras de bagaços de cana- de-açúcar : identificação da microbiota autóctone e produtos gerados.(2023) Souza, Isabela Morato de; Silva, Silvana de Queiroz; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Silva, Silvana de Queiroz; Guimarães, Valéria Monteze; Zorel, José Augusto; Brandão, Rogélio Lopes; Barreto, Elisa da SilvaO bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um material remanescente da indústria sucroalcooleira considerado fonte renovável, de baixo custo e rico em açúcares. A conversão desta biomassa lignocelulósica em bioprodutos é uma alternativa favorável para amenizar problemas ambientais causados pelo uso excessivo de matéria-prima de origem fóssil, além de contribuir para o conceito de biorrefinaria. Entretanto, devido à sua estrutura recalcitrante, o acesso aos açúcares do biomaterial é um desafio para microrganismos fermentadores. Assim sendo, objetivando alcançar um bioprocesso consolidado, o presente estudo investigou o potencial hidrolítico e fermentativo da microbiota autóctone do BCA bruto durante sua fermentação, bem como a prospecção dos microrganismos presentes na biomassa. Nos ensaios de fermentação foram testadas amostras de BCA de seis usinas (A, B, C, D, E e F) na concentração de 10 g/L, monitoradas por 408 h a 37oC, sob agitação. As cepas cultiváveis foram coletadas no tempo 96 h e três delas (X, Y e Z) foram selecionadas para serem inoculadas individualmente em ensaios bioaumentados. A caracterização metagenômica do consórcio microbiano foi realizada e para quantificação dos metabólitos obtidos durante a fermentação foi feita a análise da fração líquida, enquanto a fração sólida foi caracterizada a fim de determinar os teores de celulose, hemiceluloses e lignina no início e ao final do ensaio. A microbiota presente nos bagaços no início da fermentação incluiu principalmente organismos do gênero Acetobacter, ao passo que, com 96 h de ensaio houve predominância de bactérias fermentadoras, como Clostridium, Enterobacter e Ruminiclostridium. Ao final do ensaio a abundância de Ruminiclostridium foi expressiva para as amostras analisadas neste momento. Dentre as condições testadas, alcançou-se a remoção de 37% da fração de lignina, 58% de celulose e 44% de hemiceluloses na fermentação do bagaço D por sua microbiota autóctone bioaumentada por Klebsiella pneumoniae (isolado X). Os principais produtos obtidos foram ácido caproico (2,81 g/L em Dy), etanol (2,68 g/L em A), ácido acético (1,15 g/L em D), ácido isobutírico (0,97 g/L em E), metanol (0,97 g/L em A) e ácido propiônico (0,34 g/L em C). Isto demonstra o elevado potencial lignocelulolítico da microbiota autóctone do BCA por acessar e fermentar o próprio substrato, demonstrando a possibilidade de obtenção de bioprodutos de valor agregado através do bioprocesso consolidado.Item Avaliação da produção de bio-hidrogênio e da expressão do gene glpfF durante a fermentação de glicerol por Enterobacter sp.(2018) Souza, Isabela Morato de; Silva, Silvana de Queiroz; Silva, Silvana de Queiroz; Santos, Alexandre Soares dos; Moreira, Patrícia de AbreuDevido ao aumento da demanda energética mundial a busca por fontes renováveis de energia tem ganhado espaço nos últimos anos. Com isso, a produção de biodiesel tem expandido significativamente tendo como consequência o aumento da oferta de glicerol bruto. Encontrar funcionalidade para este co-produto da produção do biodiesel passou a ser uma questão frequente e oportuna para a pesquisa, uma vez que esta não pode ser descartado sem pré-tratamento e apresenta inúmeras aplicações na indústria. A fermentação escura realizada por bactérias pode se aliar ao tratamento do glicerol uma vez que sua conversão resulta na obtenção de diversos compostos de valor agregado, bem como o bio-hidrogênio. Desta maneira o presente estudo objetivou avaliar o processo de produção de hidrogênio por Enterobacter sp. 9R a partir do glicerol. O sequenciamento do genoma desta bactéria foi realizado e os genes envolvidos na produção de hidrogênio foram identificados e comparados entre diferentes espécies. Ensaios com diferentes concentrações de glicerol inicial (5 g/L, 20 g/L e 40 g/L) foram conduzidos e os produtos de fermentação e expressão do gene glpF (facilitador de glicerol) foram monitorados. Para os ensaios de fermentação com 5 g/L e 20 g/L de glicerol o isolado consumiu todo o substrato e obteve rendimentos de 0,41 e 0,35 mmol H2/mmol de glicerol, respectivamente. Na condição de 20 g/L observou-se a maior produção de hidrogênio e de seu subproduto etanol, com valores de 12,18 mmol de H2 e 6,53 g/L de etanol. Para a condição com maior concentração de glicerol, o substrato foi consumido em apenas 44,04% e apresentou uma consequente queda nos rendimentos dos produtos de interesse. Tal fato se deve ao direcionamento do fluxo de carbono para vias independentes da produção de hidrogênio ocorrendo um fenômeno de inibição conjunta no consumo de substrato e produção de H2. Em relação à expressão do gene glpF esta foi considerável na condição de 5 g/L, sendo 7 vezes maior do que na concentração de 40 g/L de glicerol. Demonstrando assim, que em baixas concentrações o glicerol é internalizado pelo seu transportador. E em altas concentrações o substrato é conduzido para o meio intracelular por difusão, trazendo desvantagens ao consumo e consequente conversão do glicerol, comprometendo o rendimento de produtos da fermentação.